ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова»
Кафедра Математического моделирования и прикладной информатики
РЕФЕРАТ по дисциплине:
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ ИНФОРМАЦИОННОГО
ОБЩЕСТВА
«Влияние качества образования в стране на производительность труда в ней»
Выполнил студент гр. № ПИ-11 Ерпилев И. С.
Проверил преподаватель С.Н. Тарануха
Санкт-Петербург
2019

2
Введение…………………………………………………………………3
1.1. Цели работы……………………………………………………….4
1.2. Задачи работы………………………………………………………4
2. Основная часть………………………..……………………………..5
2.1 Нейронауки………………………………………………………….5
2.2 Первые шаги к изучению человеческого организма……………..6
2.3 Рентген…………………………………………………………..….7
2.4 КТ и фМрт………………………………………………………….8
2.5 Работа и Применение КТ и фМРТ……………………………..…..9
3. Нейронаука и её дисциплины в современном обществе..……….11
3.1 Нейробиология……………………………………………………11
3.2 Нейроэтика………………………………………………………..11
3.3 Нейропсихология…………………………………………………12
3.4 Вычислительная нейробиология………………………………....12
4.
Влияние нейронауки и ее дисциплин на науку и общество……..14
5. Вывод………………………………………………………………..18
6. Список используемой литературы…………………..……………19

3
Изучение происхождения человека всегда интересовало человечество.
Люди, которые жили 2 тысячи, 3 тысячи лет назад, неважно, когда, всегда пытались понять зачем мы живём, почему, но что самое главное – для чего.
Процессы, которые происходят в нашем организме, прямым образом влияют на то, как живём мы и как живут другие люди. Самое интересное находится в нашей голове – головном мозге, и именно о нём пойдёт рассказ, ведь даже имея современное оборудование нельзя точно сказать, как осуществляются все функции головного мозга. Например, плацебо – очень странный эффект, вокруг него ходит много теорий, но почему, как и из-за чего он имеет место быть, и имеет ли место быть вообще, до сих пор не выяснили.

4
Цель работы: проанализировать сферу Нейронауки, используя различные источники информации.
Задачи работы:
1.
Выяснить, что изучает Нейронаука и её дисциплины.
2.
Определить, каким образом люди получают информацию о состоянии мозга.
3.
Найти конкретные сферы применения приборов, считывающих состояние мозга.
4.
Выяснить, как Нейронаука и ее дисциплины влияют на развитие науки и общества.
5.
Систематизировать полученную информацию и сделать вывод о важности изучения Нейронауки.

5
Нейронаука
Нейронаука — междисциплинарная область знаний, занимающаяся изучением нейронных процессов. Традиционно, изучением нервной системы занималась нейробиология, однако сейчас нейронаука включает в себя целый ряд таких дисциплин, как нейромаркетинг, нейроархитектура, нейроэтика, нейрокоммуникации и так далее. Также сейчас нейронаука имеет ряд областей, таких как химия, медицина, информатика, инженерия.

6
Первые шаги к изучению человеческого организма
Всё, что происходит в жизни, берет свое начало из истории, поэтому отправимся к ее истокам и узнаем, как человечество изучало процессы, протекающие в нашем организме.
Первым людям не хватало знаний и технологий для лечения того или иного органа, так что они попросту никак не могли понять, почему тот или иной ему подобный болеет. Лишь с течением времени люди стали замечать какую-либо последовательность в изменении состоянии человека или его заболеваниях. Самым очевидным для них было то, что чем больше человек живёт после зрелости, тем он становится более слабым, или, например, люди, которые питаются каким-то определенным продуктом или травой, которую они заваривают и пьют, болеют реже, чем другие – есть масса примеров того, как люди замечали какие-либо изменения в своём организме ввиду внешних факторов. В этот момент начала активно развиваться область медицины.
Прошли года, многие стали учиться у других людей врачебному делу, те люди, которые могли вылечить другого человека от недуга, считались очень мудрыми и умными, так что эта профессия была очень серьёзной и ее было сложно освоить. Спустя еще некоторое время появились первые лечебницы, где специализированно лечили прихожан с помощью довольно сомнительных на данный момент времени лечебных средств: ртути, трав, настоек и т.п. Стали проводиться первые операции по удалению зубов, осколков из кожных тканей, лекари зашивали большие порезы, а изучение внутренних органов проводились только на трупах, которых они вскрывали.
Если можно было понять зачем человеку нужно сердце – чтобы оно качало кровь, лёгкие – чтобы дышать, желудок – чтобы переваривать пищу, но зачем нужен человеку мозг понять было намного сложнее, ведь это просто серая масса, визуально похожая на грецкий орех, которая не выполняет никаких явно заметных функций.

7
Рентген
К 19-ому столетию человечество достигло большого научного и технического процесса, что привело его к таким открытиям как пенициллин, общая теория относительности Эйнштейна, структура новой спирали ДНК, транзисторы, инсулин, теория большого взрыва и, наконец, открытие рентгеновского излучения. Рентгеновское излучение – это электромагнитные волны, энергия фотонов которых лежит на шкале электромагнитных волн между ультрафиолетовым излучением и гамма-излучением (от ~100 эВ до ~1
МэВ). Рентгеновские лучи возникают при сильном ускорении заряженных частиц либо же при высокоэнергетических переходах в электронных оболочках атомов или молекул. Можно очень долго расписывать, как именно работает рентген, но лучше сразу сказать, для чего он используется.
Используется он в качестве инструмента, с помощью которого можно
“просветить” мягкие ткани человеческого тела и, например, найти, где и какой произошел перелом руки или ноги, а также его изображение. С помощью рентгена еще можно определить, где именно находится киста.
Рентген – это довольно полезный и опасный инструмент. Лучи, которые он излучает, являются радиоактивными, но надо очень сильно постараться, чтобы из-за рентгена получить лучевую болезнь.
Итак, как я уже говорил, рентген можно использовать для нахождения перелом, но вот использовать рентген для просвечивания мозга не лучшая идея – всё, что вы сможете там увидеть, это череп. Сам мозг и его сосуды будут почти невидны, но ввиду того, что наука не стоит на месте, для дальнейшей диагностики головного мозга изобрели такие аппараты, как КТ и фМРТ.

8
КТ и фМРТ
Компьютерная Томография — метод неразрушающего послойного исследования внутреннего строения предмета, который был предложен в
1972 году Годфри Хаунсфилдом и Алланом Кормаком, удостоенными за эту разработку Нобелевской премии. Метод основан на измерении и сложной компьютерной обработке разности ослабления рентгеновского излучения различными по плотности тканями. В настоящее время рентгеновская компьютерная томография является основным томографическим методом исследования внутренних органов человека с использованием рентгеновского излучения.
Функциональная магнитно-резонансная томография (МРТ или фМРТ)
– разновидность магнитно-резонансной томографии, которая проводится с целью измерения гемодинамических реакций, вызванных нейронной активностью головного или спинного мозга. Этот метод основывается на том, что мозговой кровоток и активность нейронов связаны между собой.
Когда область мозга активна, приток крови к этой области также увеличивается. фМРТ позволяет определить активацию определенной области головного мозга во время его нормального функционирования под влиянием различных физических факторов (например, движения тела) и при различных патологических состояниях.
На сегодняшний день это один из самых активно развивающихся видов нейровизуализации. С начала 1990-х годов функциональная МРТ стала доминировать в области визуализации процессов головного мозга из-за своей сравнительно низкой инвазивности, отсутствия воздействия радиации и относительно широкой доступности.
Именно при помощи этих двух аппаратов люди сейчас способны успешно проводить нейрохирургические операции, поскольку такие аппараты позволяют нам выяснить, в каком состоянии находится

9 человеческий мозг, а значит и понять, где надо разрезать, как подойти и каковы способы достижения наилучшего результата и уменьшения смертности в течение и после операций.
Работа и применение КТ и фМРТ
Принцип работы компьютерного томографа состоит в следующем: рентгеновская трубка совершает обороты вокруг исследуемого объекта и испускает рентгеновское излучение определенной энергии. Рентгеновское излучение проникает через тело насквозь и достигает противоположной части кольца, где находятся приемные устройства (детекторы). Под различным углом коэффициент ослабления рентгеновских лучей различен, поскольку они проходят через разный массив тканей (по толщине и по плотности). В результате детекторы воспринимают определенную информацию (угол, под которым был послан рентгеновский электромагнитный сигнал и его энергию), и по окончании сканирования вся информация собирается и анализируется центральным процессором томографа, а затем преобразуется в удобный для восприятия человеком вид – в изображения. Впоследствии, анализ этих изображений осуществляется врачом-рентгенологом.
Для повышения способности дифференцирования органов друг от друга, а также нормальных и патологических структур, используются различные методы контрастного усиления.
Двумя основными разновидностями введения контрастного препарата являются пероральное (пациент с определённым режимом выпивает раствор препарата) и внутривенное (производится медицинским персоналом).
Главной целью первого метода является контрастирование полых органов желудочно-кишечного тракта; второй метод позволяет оценить характер накопления контрастного препарата тканями и органами через кровеносную систему. Методики внутривенного контрастного усиления во многих случаях позволяют уточнить характер выявленных патологических изменений на

10 фоне окружающих их мягких тканей, а также визуализировать изменения, не выявляемые при «нативном» (обычном) исследовании.
Перед сканированием МРТ требуется снять все металлические предметы, проверить наличие татуировок и лекарственных пластырей.
Продолжительность сканирования МРТ составляет обычно до 20-30 минут, но может продолжаться дольше. В частности, сканирование брюшной полости занимает больше времени, чем сканирование головного мозга.
Так как МР томографы производят громкий шум, обязательно используется защита для ушей (беруши или наушники). Для некоторых видов исследований используется внутривенное введение контрастного вещества.
Перед назначением МРТ пациентам рекомендуется узнать: какую информацию даст сканирование и как это отразится на стратегии лечения, имеются ли противопоказания для МРТ, будет ли использоваться контрастное вещество и для чего. Перед началом процедуры: как долго продлится сканирование, каким способом можно обратиться к персоналу во время сканирования и где находится кнопка вызова персонала.

11
Нейронаука и ее дисциплины в современном обществе
Нейробиология – наука, изучающая устройство, функционирование, развитие, генетику, биохимию, физиологию и патологию нервной системы.
Изучение поведения человека также является разделом нейробиологии. За рубежом, а в последние 5-6 лет и в России, все чаще используется альтернативный термин – «нейронаука», в основном в связи с тем, что нейробиология все сильнее проникает в сферы психологии и других наук. В результате, возникли прикладные нейронауки. Тем не менее, в России большинство представителей нейронауки по-прежнему составляют выпускники биологических факультетов.
Изучение человеческого мозга является междисциплинарной наукой и включает в себя множество уровней изучения, от молекулярного до клеточного, от уровня относительно небольших объединений нейронов до большого количества таких систем, как кора головного мозга или мозжечок, а на самом большом уровне находится нервная система.
Нейроэтика – это дисциплина на границе между нейронаукой и философией. Так называют этику нейронаук – междисциплинарную область исследований, изучающую влияние современной нейронауки на самосознания человека, развитие биомедицины, моральной и политикоправовой сфер жизнедеятельности человека. Некоторые проблемы нейроэтики принципиально не отличаются от тех, которые встречаются в биоэтике, тогда как другие уникальны, поскольку мозг как орган разума имеет значение для более широких философских проблем, таких как природа свободной воли, моральной ответственности, самообмана личной идентичности, автономии личности и индивидуума. В рамках нейроэтики рассматриваются основные принципы нормативной этики нейрофизиологии.
Философ Адина Роскис считает, что нейроэтика состоит из двух смежных областей – этики нейробиологии и этики нейронауки.

12
Нейропсихология – междисциплинарное научное направление, лежащее на стыке психологии и нейронауки, которое нацелено на понимание связи структуры и функционирования головного мозга с психическими процессами и поведением живых существ. Термин «нейропсихология» применяется как к исследованиям с повреждениями у животных, так и к работам, базирующимся на изучении электрической активности отдельных клеток (или групп клеток) у высших приматов (также существуют исследования человека в данном контексте.
Нейропсихология применяет научный метод и рассматривает отдельные психические процессы как процессы обработки информации.
Данная концепция пришла из когнитивной науки и когнитивной психологии.
Это одна из самых эклектичных дисциплин психологии, пересекающаяся с исследованиями в области философии (особенно философии разума), нейробиологии, психиатрии и информатики (особенно в создании и изучении искусственных нейронных сетей).
На практике нейропсихологи в основном работают в научноисследовательских организациях, организациях, занятых клиническими исследованиями, специализированных клиниках (направление – клиническая нейропсихология), судебных и следственных учреждениях (часто занимаются судебной экспертизой в судебных процессах) или индустрии
(часто как консультанты в организациях, где нейропсихологические знания важны и применяются при разработке продукции).
Вычислительная нейробиология – междисциплинарная наука, целью которой является объяснение в терминах вычислительного процесса того, как биологические системы, составляющие нервную систему, продуцируют поведение. Она связывает нейробиологию, когнитивистику и психологию с электротехникой, информатикой, вычислительной техникой, математикой и физикой.
Вычислительная нейробиология отличается как от коннекционистского подхода к изучению искусственного интеллекта, так и от направлений,

13 связанных с обучающимися системами: машинного обучения, нейронных сетей и теории вычислительного обучения, – тем, что стремится построить биологически и функционально адекватные модели нейронов и нервных систем с учетом их физиологии и динамики. Эти модели отражают все существенные параметры биологических систем на множестве пространственно-временных шкал, начиная от мембранных токов, белков, химических связей и заканчивая макроколебаниями, столбчатой и топографической архитектурами, памятью и обучением. Данные вычислительные модели используются для построения гипотез, которые могут быть проверены постановкой биологических или психологических экспериментов.
Английский термин «computational neuroscience» был предложен
Эриком Шварцем ( Eric L. Schwartz ), который в 1985 году организовал по просьбе Фонда Развития Систем ( Systems Development Foundation ) конференцию в Кармеле, штат Калифорния, посвященную обзору современного состояния соответствующей области, которая до того момента называлась моделированием нервных систем, теорией мозга, нейронными сетями и т.п.

14
Влияние нейронауки и ее дисциплин на науку и общество
Как связаны генотип и культурные практики? В чем заключаются особенности познания представителей западной и восточной культур? Как профессия и образование влияют на функционирование и строение мозга? На эти и другие вопросы отвечает кандидат психологических наук Мария
Фаликман.
Культурная биология, или культурная нейронаука, как ее называют в последнее время, – одна из самых новых и наиболее бурно развивающихся областей когнитивных исследований на стыке исследований мозга и культурной или когнитивной антропологии, которая всегда изучала универсалии и культурно специфические особенности человеческого познания. И хотя когнитивная антропология была частью когнитивной науки как целого с самого момента ее зарождения, только сейчас она начинает вырываться вперед, причем в интересном и неожиданном взаимодействии с нейронаукой, что связано, естественно, с бурным развитием методов исследований мозга, прежде всего функциональной магнитно-резонансной томографии, которая позволяет исследовать активность мозга в ходе решения человеком разных задач.
Пластичность мозга — факт абсолютно бесспорный, многократно доказанный на разных видах животных. Но, что интересно, уже на обезьянах достоверно показано, что работа мозга меняется при применении обезьянами орудий. Например, если дать обезьяне палку, которой она может придвигать приманку, то выяснится, что клетки в коре головного мозга обезьяны, которые избирательно реагировали на воздействие из области лапки, расширяют свое рецептивное поле так, чтобы в него было включено орудие.
Чего уж говорить о человеке, если у обезьяны в головном мозге происходит такой процесс.

15
Сейчас есть две большие линии исследования человека в культурной нейронауке, в культурной биологии: с одной стороны, это исследование особенностей познания и мозга представителей западной и восточной культур, а с другой стороны, изучение влияния на мозг культурных практик, способов обучения, профессиональных видов деятельности, которые существуют в той или иной культуре.
Что касается западной и восточной культур, то эти исследования растут из социальной психологии, где различия между этими культурами проводятся по линии вовлеченности человека в социальные отношения. Про восточные культуры известно, что там люди существуют в контексте множества отношений: семьи, клана, общества, — они включены в эту систему, постоянно вынуждены учитывать все ее аспекты. В то время как западный человек более индивидуалистичный, больше направлен на достижение и реализацию своих собственных целей, в меньшей степени учитывая, как реализация его целей воздействует на окружающих.
Если анализировать познание людей западного и восточного типов культуры, то у восточных людей оно больше определяется контекстом, начиная от восприятия и заканчивая мышлением и категоризацией.
У западного человека в большей степени выражено восприятие фигуры на фоне, человек лучше запоминает конкретные объекты, нежели фон, на котором они были представлены, — например, легче замечает изменения в главном объекте в зрительной сцене. В то время как восточный человек хорошо замечает изменения в фоне. Западный человек, категоризируя, деля объекты на группы, выделяет в большей степени существенные признаки, подчеркивает родовидовые отношения. Восточный человек больше склонен категоризовать на основе вовлеченности объекта в тот же самый контекст.
Например, объекты — корова, курица и стог сена — западным человеком будут, скорее всего, разделены на группы: корова плюс курица и стог сена отдельно. Восточный скорее объединит корову и стог сена, что тоже будет правильно, но покажет особенности познания. Поэтому не совсем понятно,

16 что именно в этих исследованиях изучается. Постепенно это становится ясно, когда начинают исследовать какие-то генетические основы этих различий и различия, связанные с здействованностью разных нейромедиаторов, химических систем мозга в поддержании особенностей той или иной культуры. Но при этом не вполне понятно, каким образом преодолевается скачок между нейрохимическими процессами мозга и поведенческими особенностями, проявляемыми человеком. В этом смысле более прямые и более конкретные результаты получаются в рамках второй линии исследований, в которой изучаются особенности мозга, особенности его функционирования, а сейчас даже и строения у представителей разных культур, реализующих разные образовательные и профессиональный практики. Первые исследования подобного рода проводились в Японии, где изучалось влияние обучения в школе математике на локализацию в мозге вычислительных процессов. В Японии учат математике с помощью больших абаков, которые носят название «соробан» - это довольно сложная система с колечками, которые движутся по многоразрядным палочкам. Это обязательный элемент японского образования, при использовании которого операции счета в этой образной форме постепенно встраиваются внутрь психики. Оказывается, согласно данным фМРТ, функциональной магнитнорезонансной томографии, а также согласно поведенческим данным, у японцев счет реализуется правым полушарием (Hanakawa et al., 2003). У европейского человека задача счета выполняется, по сути дела, теми же зонами мозга, которые задействованы в порождении речи, – зонами левого полушария. Собственно, прямое сравнение в томографе задач на счет, порождение речи и образные преобразования показали, что счет у японцев похож на образные преобразования, а у европейцев на речь. Из этого следует, например, что с японцами нужно очень осторожно вести переговоры. Мы можем либо считать, либо говорить, а они могут считать и говорить одновременно, поэтому, естественно, очень сильно выигрывают.

17

18
Итоги:
Подведя итог, мы можем заметить, что нейронауки оказывают большое влияние на современный мир. Благодаря тем исследованием, что проводились при помощи фМРТ и КТ, а также и другими аппаратами, мы знаем о человеческом мозге намного больше и успешно применяем эти знания на практике. Возможно, когда-нибудь человек сможет сделать пересадку головы и возможно, что человечество будет способно создать
“эликсир бессмертия”, но вот предпочтет ли кто-нибудь его принять?

19
Список литературы
1.Азимов Айзек - Краткая история биологии
2.Андрей Курпатов – Красная Таблетка
3.Крис Фрит – Мозг и Душа